Sterowanie częstotliwościowe wg. zasady U/f = const. Program i sposób przeprowadzenia ćwiczenia 1. Przygotowanie zespołu obciążającego i układów pomiarowych. 1.1. Połączyć i uruchomić napęd z bezpośrednim zasilaniem silnika indukcyjnego z sieci (przez stycznik). Zespół obciążający powinien umożliwiać łatwe przechodzenie od biegu jałowego do stałego, biernego momentu oporowego (nastawy: U/n = n; P1=0; P2 = var; zezwolenie = 0 / 1). Do celów porównawczych zmierzyć i zanotować napięcie, prąd i prędkość silnika na biegu jałowym, przy zablokowanym przekształtniku zespołu obciążającego. Powtórzyć pomiary przy obciążeniach zbliżonych do znamionowego i do połowy znamionowego; zanotować odpowiednie wartości prądu obciążenia. 1.2. Przygotować przyrządy pomiaru składowej podstawowej prądu i napięcia silnika przy zasilaniu falownikowym (zmienna częstotliwość, znaczne odkształcenia). Do pomiaru wartości skutecznej napięć i prądów w takich warunkach nie należy używać tanich przyrządów przenośnych. Sygnały napięcia i prądu silnika doprowadzić do wejść karty oscyloskopowej lub oscyloskopu, w celu obserwacji kształtu przebiegów 2. Przygotowanie układu sterowania przekształtnikiem 2.1. Zapoznać się wstępnie ze skróconą instrukcja obsługi i programowania przekształtnika ; sprawdzić które parametry są istotne dla zadań wykonywanych w ćwiczeniu. 2.2. Ustawić parametry zgodnie z danymi znamionowymi silnika, w strukturze sterowania otwartego, skalarnego, bez kompensacji poślizgu i bez kompensacji I*R. Zakres nastawialnych częstotliwości ustawić na 0 Hz... 70 Hz 3. Wyznaczanie charakterystyk statycznych napędu sterowanego według zasady U/f = const 3.1. Zmieniając częstotliwość zadaną f zad od 65Hz do 0 co 5Hz, mierzyć napięcie, prąd i prędkość silnika. Dla każdej nastawionej częstotliwości dokonać pomiarów na biegu jałowym po czym obciążyć napęd momentem oporowym M op bliskim wartości znamionowej. Obserwować reakcję napędu na skokową zmianę obciążenia. Obserwować napięcie (przed i za filtrem) oraz prąd silnika na oscyloskopie. Zanotować wartości ustalone napięcia, prądu i prędkości silnika oraz prądu obciążenia. 3.2. Przy częstotliwościach mniejszych od 10Hz zagęścić pomiary (co 2.5Hz). Ustalić częstotliwość przy której napęd zatrzymuje się nie mogąc pokonać momentu obciążenia
3.3. (opcjonalnie) Powtórzyć pomiary dla nastawionego w zespole obciążającym momentu oporowego zbliżonego do połowy momentu znamionowego 4. Wyznaczanie charakterystyk napędu z kompensacją poślizgu i kompensacją spadku napięcia na rezystancjach stojana 4.1. Przy nastawionej częstotliwości około 40 Hz włączyć kompensację poślizgu i sprawdzić jej wpływ na spadek prędkości wywołany obciążeniem. Ustawić parametr odpowiedzialny za kompensację poślizgu tak, aby spadek prędkości wywołany obciążeniem znamionowym był bliski zera. 4.2. Nastawić częstotliwość zadaną ok 3Hz i sprawdzić czy silnik rusza tak na biegu jałowym, jak i pod obciążeniem. Zwiększać parametr odpowiedzialny za kompensację spadku napięcia na rezystancji stojana tak, aby silnik ruszał pewnie. Zwrócić uwagę na prąd biegu jałowego po wprowadzeniu kompensacji I*R nie powinien nadmiernie wzrosnąć w stosunku do prądu zmierzonego przy zasilaniu z sieci. 4.3. Po wprowadzeniu obu kompensacji powtórzyć pomiary opisane w punkcie 3 5. Wyznaczanie charakterystyk napędu z obniżaniem napięcia przy niedociążeniach 5.1. Włączyć parametr zmieniający charakterystyki U/f na pompowo-wentylatorowe (obniżenie napięcia przy małych obciążeniach). 5.2. Jeszcze raz powtórzyć pomiary opisane w punkcie 3. Zawartość sprawozdania W sprawozdaniu należy między innymi: Zamieścić schemat układu pomiarowego oraz tabelki z nastawami parametrów przekształtnika, oraz wynikami pomiarów Wykreślić w funkcji częstotliwości zadanej charakterystyki napięcia, prądu i prędkości silnika dla każdej struktury regulacyjnej i każdego z obciążeń (bieg jałowy, M op =M N i ew. M op =0.5M N ). Ponadto dla każdej struktury regulacji wykreślić w funkcji częstotliwości zadanej charakterystyki spadku prędkości n wywołanego obciążeniem znamionowym. Zinterpretować i porównać wyznaczone charakterystyki; wyciągnąć wnioski.
Wybrane parametry przekształtnika Microverter Parametr Symbol lub nazwa Zakres nastaw Wartość początk. Pr 0 f min 0... f max 0 Hz Pr 1 f max f min.. 120Hz 50 Hz Objaśnienia i uwagi zakres nastawianych częstotliwości górna granica zależy od b14 Pr 2 t rozruchu 0.2s... 600s 5s od f = 0 Hz do f = 120 Hz Pr 3 t hamowania 0.2s... 600s 10s od f = 120 Hz do f = 0 Hz Pr 4 I max (60s) (Pr5).. 150% 150% % prądu znamionowego przekształtnika I PN Pr 5 I N (silnika) 10... 105% 100% j. w. Pr 6 komp. I*R 0.. 25.5% 5.1% U N rodzaj kompensacji zależny od b3 Pr 7 komp.poślizg 0.. 5 Hz 0 Hz [Pr7] = 100*(n syn -n N )/n syn Pr 8 I hamowaniadc 40.. 150 % 120% aktywacja hamowania DC przez b2=1 b 2 b 7 hamowanie i zatrzymyw. 00... 11 00 00: rampa korygowana regulatorem U DC 01: wybieg, 10: prąd stały, 11: bez korekcji b 3 komp. I*R 0:dyn 1:stat 0 0: zależna od obciążenia 1: niezależna b 4 bip / uni 0:bip 1:uni 1 dwu- lub jednokierunkowe wirowanie b 8 wyświetlanie 0: f nast 1: I cz 0 f nastawiona (Hz) lub prąd czynny (% I PN ) b 9 zadawanie f 0:panel 1:zac. 1 po resecie konieczna zmiana z 1 na 0 b 13 reset param. 0:bz. 1:reset 0 1 przywraca parametry początkowe b 14 f mod, f zakres 2.9, 5.9 khz 120..480 Hz 2.9, 120 częstotliwość przełączeń w falowniku oraz zakres częstotliwości wyjściowych Pr c f zmiany strefy 7.5.. 120 Hz 50 Hz granica między U/f=const a U=const Pr10..12 Pr13..15 f zabronione szer. pasma Pr 0... Pr 1 ±0.5... 10 Hz 0 Hz ±0.5Hz 0 Hz oznacza dezaktywację parametru; charakterystyka nie ma histerezy b 51 ster z panelu 0: wył 1: zał 0 1: zmiana kierunku możliwa z panelu ster. b 54 obniżanie U 0:wył 1: zał 0 1: obniżanie napięcia (pompy,wentylatory) 8s 8s komunikaty: rdy, inh ; wyświetlanie i nastawianie częstotliwości (Hz) [ ] [ ] Pr 0..9, A, b b 0..14 Pr c Pr d 0..50 Prd50,b50..54 wyświetlanie i modyfikacja wartości parametrów [ ] [ ] ; zmiany są zapamiętywane wybór param. wyśw.: numer / wartość ( : naciśnięcie klawiszy [ ] [ ] ; : naciśnięcie klawisza [mode] )
Wybrane parametry przekształtnika UNIDRIVE ( Menu 0, otwarta pętla ) Parametr Symbol lub nazwa Zakres nastaw Wartość początk. 0.01 f min 0... f max 0 Hz 0.02 f max f min... 500Hz 50 Hz Objaśnienia i uwagi zakres nastawianych częstotliwości (f min nieistotne dla pracy 2-kierunkowej) 0.03 t rozruchu 0.. 3200 s 5 od f = 0 Hz do f = 100 Hz 0.04 t hamowania 0.. 3200 s 10s od f = 100 Hz do f = 0 Hz 0.05 zadawanie 0... 5 1 1: we an.1, 2: we an.2, 3:reset 4: panel 0.06 I czynny_max (60s) 0.. 150% 150% I NP I NP - prąd znamionowy przekształtnika 0.07 tryb reg. U Fd, Ur,Ur_I,.. Ur_I Fd: U/f ; Ur,Ur_S,Ur_I: wektorowo 0.08 kompens. I*R 0... 25 % 3% U N istotne tylko dla 0.07 = Fd 0.09 obniżanie U 0... 1 0 0: U/f, 1: obniżanie U przy b. jałowym 0.10 oszacowanie n -6000..6000 obr/min nie uwzględnia poślizgu! 0.11 f nast przed rampą -f max.. +f max (Hz) wartość nastawiona częstotliwości 0.12 f ref za rampą -f max.. +f max (Hz) częstotliwość odniesienia 0.13 prąd czynny I cz 0... I PN (A) 0 w I strefie M(Nm) jest prop. do I cz (A) 0.15 tryb hamowania Stnd.Hd,FASt Stnd.Ct Ct: korekcja rampy regulatorem U DC 0.16 tryb zatrzym. COASt,rP,dcI rp rp: f=0hz przez 1s, dci: prąd stały 0.17 f / M 0... 1 0 regulacja: 0-częstotliw., 1-momentu 0.18 zadajnik S 0... 1 0 1: włącza ograniczanie zrywu 0.19 czas S 0.. 3000 3.1 (s 2 /1000 obr/min) czas stałego zrywu 0.38 wyświetlacz 0.00.. 0.50 0.10 parametr wyśw. po załączeniu zasilania 0.40 autotuning 0.. 1 1 automatyczny pomiar L na b. jałowym 0.41 f mod 3, 4.5, 6, 9, 12 3 khz częstotliwość łączeń falownika 0.42 l. biegunów 2-24 4 liczba biegunów silnika 0.43 cos fi 0.. 1 0.85 znamionowy współczynnik mocy silnika 0.44 U N 0 480 400V znamionowe napięcie silnika 0.45 n N 0.. 60000 0/1450 0:wyłącza kompensację poślizgu 0.46 I N 0.. I PN I PN (A) znamionowy prąd silnika 0.47 f N 0.. 1000 Hz 50 Hz znamionowa częstotliwość silnika 0.48 tryb pracy CL.VECt,Ser OPEN.LP OPEN.LP-pętla otwarta (bez pomiaru n) 5.01 f (Hz) bieżąca częstotliwość napięcia 5.02 U (V) bieżąca wartość napięcia silnika 5.03 P (kw) bieżąca wartość mocy silnika
Prędkość (1/min) 1800 1500 1200 900 600 Charakterystyki napędu z silnikiem indukcyjnym sterowanym częstotliwościowo Bieg jał, z komp. i obniżaniem U Mn, z komp. i obniżaniem U 0.5Mn, z komp i obniżaniem U 300 0 Napięcie silnika (V) 400 350 300 250 200 150 Bieg jał, z komp. i obniżaniem U 100 50 0 Prąd silnika (A) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 Bieg jał, z komp. i obniżaniem U Mn, z komp. i obniżaniem U 0.5Mn, z komp i obniżaniem U 1.0 0.0 Częstotliwość nastawiona, f_nast (Hz)